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Dokumentenidentifikation DE112005002252T5 05.07.2007
Titel Blitzlampen-Aufwärmgerät zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung mit selektiven Wellenlängen
Anmelder Intel Corp., Santa Clara, Calif., US
Erfinder Hwang, Jack, Portland, Oreg., US;
Cea, Stephen, Hillsboro, Oreg., US;
Davids, Paul, Portland, Oreg., US;
Knutson, Karson, Beaverton, Oreg., US
Vertreter BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 Bremen
DE-Aktenzeichen 112005002252
Vertragsstaaten AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KM, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, LY, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PG, PH, PL, PT, RO, RU, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, SY, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, YU, ZA, ZM, ZW, EP, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, NL, PL, PT, RO, SE, SI, SK, TR, OA, BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG, AP, BW, GH, GM, KE, LS, MW, MZ, NA, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZM, ZW, EA, AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM
WO-Anmeldetag 21.09.2005
PCT-Aktenzeichen PCT/US2005/034357
WO-Veröffentlichungsnummer 2006036869
WO-Veröffentlichungsdatum 06.04.2006
Date of publication of WO application in German translation 05.07.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.07.2007
IPC-Hauptklasse H01J 61/35(2006.01)A, F, I, 20070327, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01J 61/40(2006.01)A, L, I, 20070327, B, H, DE   H01L 21/00(2006.01)A, L, I, 20070327, B, H, DE   

Beschreibung[de]
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK GEBIET DER ERFINDUNG

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen elektronische Vorrichtungen und insbesondere das Gebiet der Herstellung elektronischer Vorrichtungen, sind aber hierauf nicht eingeschränkt.

BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK

Beim aktuellen Stand der Herstellung elektronischer Vorrichtungen wird während der Herstellung von Halbleitervorrichtungen und während der Entwicklung von Halbleiterherstellungsprozessen manchmal ein Verfahren verwendet, das Blitzlampenglühen oder -aufwärmen (Flash-Lamp-Annealing – FLA) genannt wird. FLA kann verwendet werden, um verschiedene Ziele zu verwirklichen, darunter zum Beispiel das Aktivieren ionenimplantierter Dotierstoffe in dotierten Bereichen einer elektronischen Vorrichtung, wie zum Beispiel eines Transistors. Weitere Gründe für FLA können zum Beispiel die Rekristallisation, Aufschmelzvorgänge, Spinglasglühen (SOG), Silizidation, Niedrig-k/Hoch-k dielektrisches Glühen und Defect-Annealing umfassen.

Beim Blitzlampenglühen bzw. -aufwärmen wird ein Substrat, wie zum Beispiel ein Wafer- oder ein Mikroplättchensubstrat typischerweise intensiver elektromagnetischer Strahlung ausgesetzt, die aus Strahlung besteht, die Wellenlängen über einen Abschnitt des elektromagnetischen Spektrums hat. Bei einem FLA-Prozess kann die elektromagnetische Strahlung, die zum Belichten des Substrats verwendet wird, Strahlung aufweisen, die Längenwellen hat, die dem Ultraviolettbereich des elektromagnetischen Spektrums entsprechen (das heißt 10 bis 400 Nanometer (nm)). Derartige elektromagnetische Strahlung kann ferner das Spektrum des sichtbaren Lichts enthalten (das heißt 400 bis 750 nm) und sogar bis in das Infrarotspektrum (das heißt 750 nm bis 100 Mikrometer). Für diese Beschreibung wird derartige elektromagnetische Strahlung „Breitspektrum"-Strahlung genannt.

Das während des Blitzlampenglühprozesses belichtete Substrat wird typischerweise der elektromagnetischen Strahlung während einer Dauer in dem Bereich von Mikrosekunden bis Hunderten von Millisekunden belichtet. Zum Beispiel könnte eine Anwendung des Blitzlampenglühens das Glühen eines Siliziumsubstrats sein, wobei das Substrat mit intensiver elektromagnetischer Strahlung während weniger als 10 Millisekunden mit einem Leistungsniveau von mindestens 0,015 J/cm2 belichtet würde.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung wird anhand beispielhafter Ausführungsformen, die nicht einschränkend sind und die in den anliegenden Zeichnungen beschrieben sind beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen ähnliche Elemente bezeichnen und in welchen:

1 einen beispielhaften CMOS-Transistor veranschaulicht,

2A ein System veranschaulicht, das einen selektiven Lichtgenerator zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung mit selektiven Wellenlängen gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung aufweist,

2B ein System veranschaulicht, das einen selektiven Lichtgenerator zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung mit selektiven Wellenlängen gemäß bestimmten Ausführungsformen der Erfindung aufweist, und

3 eine Lichtquelle veranschaulicht, die elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen gemäß bestimmten Ausführungsformen erzeugt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

In der folgenden Beschreibung und zur Erklärung werden zahlreiche Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der offenbarten Ausführungsformen der Erfindung zur Verfügung zu stellen. Es ist für den Fachmann jedoch klar, dass diese spezifischen Details nicht erforderlich sind, um die offenbarten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umzusetzen. In anderen Fällen werden gut bekannte elektrische Strukturen und Schaltungen in Blockschaltbildform gezeigt, um die offenbarten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht unklar zu machen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung werden Verfahren und Geräte zum Belichten eines Substrats mit elektromagnetischer Strahlung mit selektiven Wellenlängen bereitgestellt. Für die Ausführungsformen kann ein Blitzlampen-Glühprozess (FLA) mit einem Gerät ausgeführt werden, das unter anderem aus einem selektiven Lichtgenerator besteht, der elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen erzeugt, um das Substrat zu bestrahlen. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat, das belichtet/bestrahlt wird, aus einer Vielzahl von Bauteilen bestehen, die unterschiedliche elektromagnetische Strahlungsabsorptionseigenschaften aufweisen. Durch Belichten dieses Substrats mit elektromagnetischer Strahlung, die selektive Wellenlängen hat, kann das Erhitzen jedes Bauteils einzeln optimiert werden. In bestimmten Fällen entspricht das Optimum dem gleichförmigen Erhitzen über jedes Bauteil. Bei anderen Fällen können ein ausgewähltes Bauteil oder Bauteile im Vergleich zu anderen Bauteilen selektiv auf eine hohe Temperatur erhitzt werden.

Bei verschiedenen Ausführungsformen können die belichteten/bestrahlten Substrate ein Wafer oder Mikroplättchensubstrat sein, die einen oder mehrere erste Substratbauteile enthalten, die dazu tendieren, elektromagnetische Strahlung einer bestimmten Wellenlänge oder eines Bereichs von Wellenlängen mit höherer Rate zu absorbieren als andere Substratbauteile. Bei anderen Ausführungsformen können die ersten Substratbauteile dazu tendieren, elektromagnetische Strahlung mit einer bestimmten Wellenlänge oder einem bestimmten Wellenlängenbereich mit einer höheren Rate zu reflektieren als andere Substratbauteile. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das erste Substratbauteil ein Nitridfilm sein, der relativ hohe Absorptionskoeffizientwerte haben kann, insbesondere was die elektromagnetische Strahlung spezifischer Wellenlängen betrifft. Bei diesen Ausführungsformen kann das Substrat einen statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM) und Logikschaltungsabschnitte aufweisen, wobei jeder der Abschnitte unterschiedliche Konzentrationen oder Dichten von Nitridabstandshaltern hat.

Um optimales Erhitzen des Substrats sicherzustellen, kann das Substrat mit elektromagnetischer Strahlung belichtet werden, die aus elektromagnetischer Strahlung besteht, die selektive Wellenlängen hat. Bei bestimmten Ausführungsformen können die selektiven Wellenlängen größer und/oder kleiner als ein definierter Wellenlängenbereich sein, wobei der definierte Wellenlängenbereich die Wellenlängen sind, die den Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung entsprechen, die dazu tendieren, von dem ersten Substratbauteil mit höherer Rate absorbiert oder reflektiert zu werden als andere Substratbauteile.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein selektiver Lichtgenerator bereitgestellt, der verwendet werden kann, um das Substrat mit elektromagnetischer Strahlung, die selektive Wellenlängen hat, mit Blitzlampen zu glühen oder zu belichten. Für diese Ausführungsformen kann der selektive Lichtgenerator elektromagnetische Strahlung erzeugen, die elektromagnetische Strahlung enthält, die Wellenlängen hat, die größer oder kleiner sind als der definierte oben beschriebene Wellenlängenbereich.

Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der selektive Lichtgenerator eine oder mehrere Lichtquellen und ein oder mehrere Filter aufweisen, die zwischen die eine oder mehreren Lichtquellen und das Substrat, das zu belichten ist, gegeben werden. Bei bestimmten Ausführungsformen können die eine oder mehreren Lichtquellen eine oder mehrere Blitzlampen sein, und das Filter kann in die Blitzlampe selbst oder in einen Mantel oder eine Hülle eingebaut sein, der/die eine oder mehrere Blitzlampen umgibt. Bei diesen Ausführungsformen können die Blitzlampen Plasmalampen und die Filterhüllen ceriumoxiddotierte Hüllen sein. Die Blitzlampen können Breitspektrumstrahlung erzeugen, und die Hüllen der Blitzlampen können verwendet werden, um elektromagnetische Strahlung herauszufiltern, die unerwünschte Wellenlängen hat (zum Beispiel die Wellenlängen, die den Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung entsprechen, die dazu tendieren, von ersten Substratbauteilen mit einer höheren Rate als von anderen Substratbauteilen absorbiert oder reflektiert zu werden).

Bei weiteren Ausführungsformen kann der selektive Lichtgenerator ein Filter aufweisen, das komplett außerhalb der einen oder mehreren Lichtquellen liegt. Bei diesen Ausführungsformen können die eine oder mehreren Lichtquellen Blitzlampen sein, die Hüllen haben, die im Wesentlichen transparent sind und keine elektromagnetische Strahlung herausfiltern. Die eine oder mehreren Lichtquellen können zum Beispiel Breitspektrumstrahlung erzeugen, und ein externes Filter kann elektromagnetische Strahlung herausfiltern, die einen definierten Wellenlängenbereich der Breitspektrumstrahlung hat, der von der einen oder den mehreren Lichtquellen erzeugt wird.

Bei alternativen Ausführungsformen kann der selektive Lichtgenerator eine oder mehrere Lichtquellen aufweisen, die elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen ohne den Einsatz von Filtern erzeugen. Bei diesen Ausführungsformen können die eine oder mehreren Lichtquellen elektromagnetische Strahlung spezifischer Wellenlängen erzeugen und nicht auf Filtertechniken zurückgreifen, um elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen zu erzeugen. Beispiele für solche Lichtquellen umfassen einen einzelnen oder mehrere Laser, die ausgewählt werden, um bei spezifischer Wellenlänge (bei spezifischen Wellenlängen) zu funktionieren, die größer oder kleiner ist/sind als der Wellenlängenbereich, der effizienter von den ersten Substratbauteilen absorbiert oder reflektiert wird. Diese Wellenlängen können ausgewählt werden, um die optimale erstrebenswerte Temperaturverteilung auf dem Wafer, der gleichförmig ist oder nicht, zu erzielen.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann der selektive Lichtgenerator zu einem Blitzlampenglühsystem gehören, das ein Substrat, wie zum Beispiel ein Wafersubstrat mit elektromagnetischer Strahlung mit selektiven Wellenlängen belichtet. Bei diesen Ausführungsformen kann das System ein System zum Herstellen elektronischer Geräte sein und kann eine Kammer aufweisen, um das zu belichtende Substrat aufzunehmen. Das System kann ferner ein Heizelement aufweisen, um das zu belichtende Substrat vorzuwärmen.

Bei verschiedenen Ausführungsformen können die oben beschriebenen neuen Verfahren und Geräte während eines Blitzlampenglühprozesses eines Substrats, wie zum Beispiel eines Wafers oder Mikroplättchensubstrats verwendet werden, um zum Beispiel die Größe heißer Flecken, die sich auf dem Substrat bilden, zu modulieren oder umzukehren. Die Temperaturverteilung kann durch den Kompromiss zwischen optimalem Ertrag/Leistung für diese lokale Region bestimmt werden. Heiße Flecken auf dem Substrat können sich während des Blitzglühprozesses entwickeln, weil bestimmte Abschnitte des Substrats elektromagnetische Strahlung mit einer höheren Rate oder effizienter absorbieren als andere Abschnitte. Das kann auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass bestimmte Abschnitte des Substrats Substratbauteile oder eine höhere Dichte von Substratbauteilen mit relativ hohen Absorptionskoeffizientenwerten oder relativ hohen Reflexionswerten zumindest hinsichtlich der elektromagnetischen Strahlen spezifischer Wellenlängen aufweisen.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Substrat, das mit Blitzlampen geglüht wird, zum Beispiel ein Mikroplättchen- oder Wafersubstrat sein, das zahlreiche elektronische Vorrichtungen enthält, wie zum Beispiel Transistoren, Kapazitoren, Widerstände und dergleichen. Diese Vorrichtungen können ferner aus verschiedenen Bauteilen oder Materialien bestehen, die einzigartige Absorptionsmerkmale für elektromagnetische Strahlung haben. Bestimmte dieser Bauteile können zum Beispiel relativ hohe Absorptionskoeffizientwerte haben, was bedeutet, dass diese Bauteile dazu tendieren können, elektromagnetische Strahlung mit spezifischen Wellenlängen effizienter oder mit einer höheren Rate zu absorbieren als andere Substratbauteile. Abschnitte eines Mikroplättchens oder eines Wafers mit größeren Konzentrationen an diesen Bauteilen können daher dazu tendieren, sich schneller zu erhitzen als andere Abschnitte, wenn sie zum Beispiel während eines Blitzlampenglühprozesses Breitspektrumstrahlung ausgesetzt werden. Die hohe Absorptionsrate dieser Bauteile und die unebenmäßige Verteilung dieser Bauteile in dem Substrat, das geglüht wird, kann daher zu „heißen Flecken" führen, die sich zum Beispiel während eines Blitzglühprozesses entwickeln. Andererseits können andere Bauteile relativ hohe Reflexion haben, was bedeutet, dass sie dazu tendieren, elektromagnetische Strahlung mit spezifischen Wellenlängen effizienter oder mit einer höheren Rate zu reflektieren als andere Substratbauteile. Diese Abschnitte eines Mikroplättchens oder eines Wafers mit größerer Konzentration an diesen Bauteilen können daher dazu tendieren, sich langsamer zu erhitzen als andere Abschnitte, wenn sie zum Beispiel während eines Blitzlampenglühprozesses Breitspektrumstrahlung ausgesetzt werden. Die hohe Reflexion dieser Bauteile und die unebenmäßige Verteilung dieser Bauteile in dem Substrat, das mit Blitzlampen geglüht wird, kann zu „kalten Flecken" führen, die sich zum Beispiel während eines Blitzlampenglühprozesses bilden.

Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Substrat zum Beispiel ein Wafer sein, der zum Bilden von System-on-Chip-Mikroplättchen (SOC) verwendet wird. Bei diesen Ausführungsformen kann jedes der SOC-Mikroplättchen, die schließlich aus dem Wafer gebildet werden, in getrennte Abschnitte oder Regionen unterteilt werden, die verschiedenen Funktionen zugewiesen sind. Ein Abschnitt eines SOC-Mikroplättchens kann zum Beispiel dem statischen Direktzugriffspeicher (SRAM) zugewiesen sein, während ein anderer Abschnitt den Logikschaltungen zugewiesen ist. Wenn ein solches Mikroplättchen derart aufgeteilt wird, kann der Abschnitt, der dem SRAM zugewiesen ist, dichter mit ergänzenden Halbleitermetalloxid (CMOS)-Transistoren belegt sein als der Logikschaltungsabschnitt. Wenn verschiedene Schaltungstypen auf einem einzelnen Chip vorhanden sind, ist eine gleichförmige Temperatur nicht unbedingt das optimale Temperaturprofil.

Jedes getrennte Schaltungselement hat einen Ertrag-/Leistungskompromiss, der optimiert werden kann. Dieses Optimum ist nicht für alle Schaltungen gleich. Daher stellt das Wellenlängen-/Reflexionsvermögens-Engineering eine neue Variable dar, die verwendet werden kann, um die Chipgesamtleistung zu optimieren.

1 stellt einen beispielhaften komplementären Metalloxidhalbleiter (CMOS)-Transistor dar, der ein Substrat belegen kann, wie zum Beispiel das oben beschriebene Wafer- oder Mikroplättchensubstrat gemäß bestimmten Ausführungsformen. Bei den Ausführungsformen weist der Transistor 100 einen Drain 102, eine Quelle 104 und ein Polysiliziumgatter 106 auf. Der Transistor 100 kann ferner eine dünne Oxidschicht 108 aufweisen, die neben dem Gatter 106 liegt. Um die verschiedenen Dotierungsregionen in Zusammenhang mit dem Drain 102 und der Quelle 104 während des Herstellungsprozesses des Transistors 100 zu bilden, wurden Nitridabstandshalter 110 neben dem Gatter 106 ausgebildet. Diese Nitridabstandshalter 110 können aus Nitridmaterialien, wie zum Beispiel Siliziumnitrid hergestellt werden.

Die Nitridmaterialien, die die Abstandshalter 110 bilden, können relativ hohe Absorptionskoeffizientwerte haben und dazu tendieren, elektromagnetische Strahlung mit einem definierten Wellenlängenbereich mit einer höheren Rate als andere Substratbauteile oder Materialien zu absorbieren. Zum Beispiel kann ein Nitridabstandshalter, der aus Siliziumnitrid besteht, dazu tendieren, elektromagnetische Strahlung im Ultraviolettbereich (das heißt 10 nm bis 400 nm) des Lichtspektrums zu absorbieren. Insbesondere können diese Nitridabstandshalter eine besondere Affinität für elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 200 nm bis 350 nm haben.

Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird ein selektiver Lichtgenerator, der elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen erzeugt, bereitgestellt. Bei den Ausführungsformen kann der selektive Lichtgenerator in einem Blitzlampenglühprozess eines Substrats verwendet werden und elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen erzeugen, die größer und/oder kleiner sind als ein definierter Wellenlängenbereich. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann der definierte Wellenlängenbereich den Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung entsprechen, die dazu tendieren, von einem ersten Substratbauteil (zum Beispiel Nitridabstandshaltern) mit einer höheren Rate absorbiert zu werden als von anderen Substratbauteilen.

2A stellt ein System dar, das für einen Blitzlampenglühprozess gemäß bestimmten Ausführungsformen verwendet werden kann. Bei den Ausführungsformen weist das System 200 ein Vorblitz-Heizelement 202 auf, das mehrere Heizlampen 204 enthält. Bei anderen Ausführungsformen kann das Vorblitz-Heizelement 202 jedoch aus einer heißen Platte oder anderen Typen von Heizgeräten als Heizlampen 204 bestehen. Über dem Heizelement 202 befindet sich eine Substrataufnahmekammer 206, die verwendet werden kann, um ein Substrat 208 zum Beispiel während eines Blitzlampenglühprozesses aufzunehmen. Das Substrat 208 kann zum Beispiel ein Halbleitermikroplättchen- oder Wafersubstrat sein. Über dem Substrat 208 befindet sich ein selektiver Lichtgenerator 210. Bei diesen Ausführungsformen kann der selektive Lichtgenerator 210 aus mehreren Lichtquellen 212 und einem Reflektor 214 bestehen.

Bei verschiedenen Ausführungsformen können die Lichtquellen 212 elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen erzeugen. Bei diesen Ausführungsformen kann die erzeugte elektromagnetische Strahlung elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen aufweisen, die größer und/oder kleiner als ein definierter Wellenlängenbereich sein können, wobei der definierte Wellenlängenbereich den Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung entspricht, die dazu tendieren, von einem ersten Substratbauteil mit höherer Rate absorbiert oder reflektiert zu werden als von anderen Substratbauteilen. Die Lichtquellen 212 können Blitzlampen mit Lichtfilterhüllen (unten ausführlicher besprochen), Lasern und/oder Festkörpervorrichtungen sein, wie zum Beispiel Licht emittierende Dioden (LEDs).

Die Heizlampen 204 können Wolfram-Halogenlampen sein. Bei den Ausführungsformen kann das Heizelement 202 verwendet werden, um die Temperatur des Substrats 208 auf eine vordefinierte Temperatur vor dem Blitzlampenglühen des Substrats 208 zu erhöhen.

Das Substrat 208 kann ein Mikroplättchen- oder Wafersubstrat sein, das mehrere Substratbauteile mit verschiedenen Absorptionskoeffizienten aufweist. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Substrat 208 aus zumindest ersten Substratbauteilen bestehen, die elektromagnetische Strahlung mit einem definierten Wellenlängenbereich mit höherer Rate absorbieren oder reflektieren als andere Substratbauteile. Bei bestimmten Ausführungsformen können die ersten Substratbauteile Nitridabstandshalter sein, die aus Materialien bestehen, die mit ziemlich hoher Rate elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 200 nm und etwa 350 nm absorbieren.

Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das System 200 für einen Blitzlampenglühprozess verwendet werden. Bei diesen Ausführungsformen kann das Substrat 208, das mit Blitzlampen zu glühen ist, anfänglich vorgewärmt werden, zum Beispiel wie oben beschrieben mit dem Heizelement 202. Sobald das Substrat 208 eine vordefinierte Temperatur erreicht hat, kann der selektive Lichtgenerator 210 elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen erzeugen. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die selektiven Wellenlängen Wellenlängen enthalten, die größer und/oder kleiner sind als ein definierter Wellenlängenbereich. Das Substrat 208 kann mit der elektromagnetischen Strahlung mit selektiven Wellenlängen während einer Periode von etwa 10 Millisekunden bis etwa 10 Mikrosekunden belichtet werden. Durch die Exposition kann bei verschiedenen Ausführungsformen die Temperatur des Substrats 208 erhöht werden. Bei einem Beispiel könnte ein Siliziumsubstrat zu jeder beliebigen Temperatur zwischen seiner Starttemperatur und dem Schmelzpunkt von Silizium bei etwa 1410 °C erhitzt werden.

2B veranschaulicht ein anderes System, das für einen Blitzlampenglühprozess gemäß bestimmten Ausführungsformen verwendet werden kann. Bei diesen Ausführungsformen ist das System 220 dem System 200 der 2A ähnlich. Anders als das vorhergehende System 200 erzeugen die Lichtquellen 212 in diesem System 220 keine elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen sondern können zum Beispiel Breitspektrumstrahlung erzeugen. Bei bestimmten Ausführungsformen weist die Breitspektrumstrahlung elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 200 bis etwa 800 Nanometer (nm) auf. Anders als bei dem System 200 der 2A kann der selektive Lichtgenerator 210 in diesem Fall ferner ein optisches Filter 222 aufweisen, das zwischen den Lichtquellen 212 und dem Substrat 208, das mit Blitzlampen geglüht wird, angeordnet wird. Bei diesen Ausführungsformen kann das optische Filter 222 verwendet werden, um unerwünschte elektromagnetische Strahlung (zum Beispiel elektromagnetische Strahlung mit dem definierten Wellenlängenbereich, der zum Beispiel von den Nitridabstandshaltern absorbiert wird) aus der Breitspektrumstrahlung, die von den Lichtquellen 212 erzeugt wird, herauszufiltern.

3 stellt eine der Lichtquellen der 2A ausführlicher gemäß bestimmten Ausführungsformen dar. Bei den Ausführungsformen ist die Lichtquelle 300 eine Blitzlampe, wie zum Beispiel eine Plasmalampe mit einer Lichtfilterhülle. Die Lichtquelle 300 weist eine Hülle 302 auf, die eine Kathode 304, eine Anode 306und Gas 308 umgibt. Die Hülle 302 kann aus Quarz oder geschmolzenem Siliziumdioxidmaterial bestehen und das Gas 308 innerhalb eines komplett abgedichteten Raums enthalten. Das Gas 308 kann bei verschiedenen Ausführungsformen jedes Gas sein, das zum Erzeugen von Plasma verwendet wird.

Bei den Ausführungsformen kann die Lichtquelle 300 elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen erzeugen. Die Hülle 302 kann als ein optisches Filter funktionieren, um elektromagnetische Strahlung herauszufiltern, die einen definierten Wellenlängenbereich hat. Wenn das Gas 308 zum Beispiel Xenon ist, kann die elektromagnetische Strahlung, die von dem Gas 308, das sich beim Erregen in Plasma umwandelt, gesendet wird, aus Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 200 und etwa 800 nm bestehen. Die Hülle 302 kann bei diesen Ausführungsformen als ein optisches Filter wirken, um elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 200 und etwa 350 nm herauszufiltern.

Um ein solches Filtern zu erzielen, kann die Hülle 302 bei bestimmten Ausführungsformen aus einem dotiertem Quarzmaterial bestehen. Bei diesen Ausführungsformen kann das dotierte Quarzmaterial klares geschmolzenes Quarzmaterial mit Ceriumoxiddotierung sein. Bei anderen Ausführungsformen kann das Filtern hingegen mit einer Hülle ausgeführt werden, die aus Borsilikatglas (Pyrex®) besteht.

Bei anderen Ausführungsformen können die Lichtquellen 212 (und/oder der selektive Lichtgenerator 210) elektromagnetische Strahlung mit selektiven Wellenlängen ohne den Gebrauch von Filterbauteilen erzeugen. Bei diesen Ausführungsformen können die Lichtquellen 212 ein Laser oder eine Gruppe von Lasern sein, die elektromagnetische Strahlung mit einer spezifischen Wellenlänge oder einem spezifischen Wellenlängenbereich erzeugen.

Obwohl spezifische Ausführungsformen hier veranschaulicht und beschrieben wurden, versteht der Fachmann, dass jede Anordnung, die berechnet ist, um den gleichen Zweck zu erfüllen, für die spezifische gezeigte Ausführungsform eingesetzt werden kann. Diese Anmeldung soll jede Anpassung oder Variation der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung decken. Die Ausführungsformen dieser Erfindung werden daher nur durch die Ansprüche eingeschränkt.

ZUSAMMENFASSUNG:

Es werden Blitzlampengeräte, die elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen größer und/oder kleiner als ein definierter Wellenlängenbereich erzeugen, offenbart.


Anspruch[de]
System, das umfaßt:

eine Kammer zum Aufnehmen eines Substrats und

einen selektiven Lichtgenerator, der eine oder mehrere Lichtquellen zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung zum Bestrahlen des Substrats umfaßt, wobei die elektromagnetische Strahlung Wellenlängen aufweist, die größer oder kleiner sind als ein definierter Wellenlängenbereich, innerhalb dessen die elektromagnetische Strahlung von einem Bereich des Substrats effizienter absorbiert oder reflektiert wird als von einem oder mehreren anderen Bereichen.
System nach Anspruch 1, bei dem eine oder mehrere Lichtquellen so angepasst sind, daß sie eine Breitspektrumstrahlung erzeugen, die elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aufweist, die dem definierten Wellenlängenbereich entsprechen. System nach Anspruch 2, wobei der selektive Lichtgenerator ferner einen Filter aufweist, um elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen innerhalb des definierten Wellenlängenbereichs aus der Breitspektrumstrahlung herauszufiltern. System nach Anspruch 3, bei dem die eine oder mehreren Lichtquellen eine Plasmalampe aufweisen. System nach Anspruch 4, wobei die Plasmalampe eine Hülle aufweist, wobei die Hülle das Filter ist. System nach Anspruch 5, wobei die Hülle ceriumoxiddotierten Quarz aufweist. System nach Anspruch 1, wobei der definierte Wellenlängenbereich von etwa 200 bis 350 Nanometer reicht. System nach Anspruch 1, wobei die Kammer ein Wafersubstrat aufnehmen kann. System nach Anspruch 1, wobei die Kammer ein Substrat aufnehmen kann, das Halbleitervorrichtungen aufweist, die eine Vielzahl von Bauteilen enthalten. System nach Anspruch 1, wobei die Kammer ein Substrat aufnehmen kann, das eine erste Substratkomponente hat, die elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen innerhalb des definierten Wellenlängenbereichs mit einer höheren Rate absorbiert oder reflektiert als andere Substratkomponenten. System nach Anspruch 10, wobei das erste Substratbauteil einen Nitridabstandshalter aufweist. Lichtquelle, die umfaßt:

ein Gas, um ein Plasma zu erzeugen, das beim Erregen eine elektromagnetische Strahlung erzeugt, und

eine Hülle, die das Gas umgibt und elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen innerhalb eines definierten Wellenlängenbereichs herausfiltern kann.
Lichtquelle nach Anspruch 12, wobei die Hülle ceriumoxiddotierten Quarz aufweist. Lichtquelle nach Anspruch 12, wobei der definierte Wellenlängenbereich von etwa 200 bis etwa 350 Nanometer reicht. Lichtquelle nach Anspruch 12, wobei der definierte Wellenlängenbereich ein Wellenlängenbereich ist, in dem elektromagnetische Strahlung von einer Substratkomponente, die mit der elektromagnetischen Strahlung belichtet wird, effizienter absorbiert oder reflektiert wird. Lichtquelle nach Anspruch 15, wobei die Substratkomponente eine Substratkomponente ist, die aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem Nitridabstandshalter und einem Substrat besteht, das Regionen mit unterschiedlichen Dichten von Substratkomponenten hat. Selektiver Lichtgenerator, umfaßt:

eine Lichtquelle zum Erzeugen elektromagnetischer Strahlung, und

einen Filter, um elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen in einem definierten Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung, die von der Lichtquelle erzeugt wird, herauszufiltern, um gefilterte Strahlung zu erzeugen.
Selektiver Lichtgenerator nach Anspruch 17, wobei der Filter elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen etwa 200 nm und etwa 350 Nanometer herausfiltert. Selektiver Lichtgenerator nach Anspruch 17, wobei die Lichtquelle elektromagnetische Strahlung erzeugt, die den definierten Wellenlängenbereich aufweist. Selektiver Lichtgenerator nach Anspruch 17, wobei die Lichtquelle eine Plasmalampe umfaßt. Selektiver Lichtgenerator nach Anspruch 17, wobei der definierte Wellenlängenbereich ein Wellenlängenbereich ist, in dem elektromagnetische Strahlung von einer Substratkomponente, die mit der elektromagnetischen Strahlung belichtet ist, effizienter absorbiert oder reflektiert wird. Verfahren, das umfaßt

Bereitstellen eines Substrats und

Belichten des Substrats mit elektromagnetischer Strahlung mit Wellenlängen, die größer oder kleiner sind als ein definierter Wellenlängenbereich, in dem elektromagnetische Strahlung von einem Bereich des Substrats effizienter absorbiert oder reflektiert wird als von einem oder mehreren anderen Bereichen.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Verfahren ferner das Erregen eines Gases aufweist, um ein Plasma zu bilden, das elektromagnetische Strahlung erzeugt. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Bereitstellen das Bereitstellen eines Substrats mit einem Nitridabstandshalter aufweist. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Bereitstellen das Bereitstellen eines Substrats mit Halbleitervorrichtungen oder variierenden Dichten aufweist. Verfahren nach Anspruch 22, wobei der definierte Wellenlängenbereich von etwa 200 bis etwa 350 Nanometer (nm) reicht. Verfahren nach Anspruch 22, wobei das Belichten das Erzeugen von Breitbandstrahlung aufweist, wobei die Breitbandstrahlung zumindest elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen aufweist, die dem definierten Wellenlängenbereich entsprechen, Herausfiltern elektromagnetischer Strahlung mit Wellenlängen, die dem definierten Wellenlängenbereich der Breitspektrumstrahlung entsprechen, um gefilterte Strahlung zu erzeugen, und Belichten des Substrats mit der gefilterten Strahlung. Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Breitspektrumstrahlung elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen von etwa 200 bis etwa 800 Nanometer aufweist.






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